JP2010282054A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ゴムサーフ定着器において、耐久により、潤滑剤がニップ部Ｎ下流にある前述のガイド部材のフィルムとの当接面に蓄積することで、潤滑剤の冷却回転時に発生するトルクアップを防止すること。
【解決手段】 画像形成工程終了後、加熱体２０を加熱してニップ部を加熱する後温調工程及び前記回転体を逆回転させるステップ送り工程により、前述の定着ニップ部下流側近傍に蓄積した潤滑剤Ｇを定着ニップ部に転移させる移動工程により、冷却回転時の加熱装置のトルク低減を図る。
【選択図】 図２

Description

本発明は、一対の回転体を接触させてニップ部を構成し、このニップ部に導入された被加熱材を前記一対の回転体によって挟持搬送しつつ加熱体位置を通過させて、加熱体の熱エネルギーを被加熱材に付与する加熱装置、および該加熱装置を被加熱材としての記録材に形成担持させた未定着像を該記録材に加熱定着処理する像加熱装置として具備した電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置に関するものである。

電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置において、電子写真プロセス等の適宜の画像形成プロセス手段で転写材（用紙）に間接（転写）あるいは直接に形成担持させた未定着トナー画像を転写材面に固着画像として加熱定着させる定着装置としては、熱ローラ方式の加熱装置が広く用いられていた。

近年では、クイックスタートや省エネルギーの観点からフィルム加熱方式の定着装置が実用化されている。また、金属からなるフィルム自身を発熱させる電磁誘導加熱方式の加熱装置も提案されている。

ａ）フィルム式定着装置
フィルム加熱方式の定着装置は、例えば特開昭６３−３１３１８２号公報、特開平２−１５７８７８号公報、特開平４−４４０７５号公報、特開平４−２０４９８０号公報等に提案されている。

すなわち、加熱体としてのセラミックヒーターと、加圧部材としての加圧ローラとの間に耐熱性フィルム（以下、定着フィルム）を挟ませて圧接ニップ（以下、定着ニップ部）を形成させ、該定着ニップ部の定着フィルムと加圧ローラとの間に未定着トナー画像を形成担持させた転写材を導入して定着フィルムと一緒に狭持搬送させることで、定着フィルムを介してセラミックヒーターの熱を与えながら定着ニップ部の加圧力で未定着トナー画像を転写材面に定着させるものである。

このフィルム加熱方式の定着装置は、セラミックヒーター及びフィルムに低熱容量の部材を用いてオンデマンドタイプの装置を構成することができ、画像形成実行時のみ熱源のセラミックヒーターに通電して所定の定着温度に発熱させれば良く、画像形成装置の電源オンから画像形成実行可能状態までの待ち時間が短く、スタンバイ時の消費電力も大幅に小さい等の利点がある。

ｂ）金属フィルム（定着ベルト）を用いた定着装置
近年、画像形成装置の高速化、カラー化に伴い、フィルム加熱方式の定着装置において、定着フィルムとして、ＳＵＳやニッケル等の金属フィルムを用いたり、更に、金属フィルム上に弾性層を設けたベルト状部材（以下、定着ベルト）を用いた定着装置が提案されている。

従来定着フィルムの基材としては、耐熱性樹脂等が用いられてきたが、画像形成装置の高速化に伴い、定着フィルムの熱伝導率を高くし、セラミックヒーターの熱をより効率的に転写材に伝える必要が生じた。このため、定着フィルム基材としては、樹脂よりも熱伝導率の高い金属を用いることが好ましい。このような金属製定着フィルムを用いた定着装置については、特開２００３−０４５６１５号公報や、特開２００３−１５６９５４号公報等に開示されている。

また、画像形成装置のカラー化に伴い、定着フィルムの基材上に、弾性層を設ける必要が生じた。このような定着ベルト及び画像形成装置の例は、特開平１０−１０８９３号公報、特開平１１−１５３０３等に開示されている。

これは、トナー画像が定着ニップ部を通過する際に、従来のフィルム定着装置では、カラー画像の多重に転写されたトナー像の形状に定着フィルム表面が追随することが出来ず、部分的に定着性のムラが生じるためである。定着性のムラは、画像の光沢ムラとして現れたり、ＯＨＴ（オーバーヘッドプロジェクタ用透明シート）においては、透過性のムラとなり、投影した際に、透過性のムラが画像に現れる、という問題点があった。

定着フィルム上に弾性層を設けることにより、弾性層がトナー層に沿って変形することで、画像上不均一に載っているトナーが弾性層によって包み込まれ、均一に熱を与えることにより、均一な定着が達成されることで、定着画像の高画質化が図られている。

しかしながら、弾性層を設ける分、定着フィルムとしての熱伝導性は劣るため、その分の熱量を余計に与える必要がある。とりわけ、定着装置のオンデマンド性を確保するためには、定着装置を速やかに所定温度に立ち上げる必要があるため、通常の定着フィルムより、基材を金属フィルムとすることにより、熱伝導率を向上した定着ベルトの使用が有利である。

ｃ）電磁誘導加熱方式の定着装置
実開昭５１−１０９７３９号公報には、磁束により定着フィルムの金属層（発熱層）に渦電流を誘導させて、そのジュール熱で発熱させる誘導過熱定着装置が開示されている。これは、誘導電流の発生を利用することで直接定着フィルムを発熱させることができ、ハロゲンランプを熱源とする熱ローラ方式の定着装置よりも高効率の定着プロセスを達成している。

このような電磁誘導タイプの加熱定着装置は、定着フィルムとして、５０μｍ程度の薄い金属を用いている。更に、カラー画像形成装置に電磁誘導加熱方式の定着装置を適用する場合は、金属層上に弾性層を設けた、定着ベルトを使用している。

以上説明した、オンデマンド方式の定着装置において、金属フィルム上に弾性層を設け、加熱部材として、セラミックヒータを用いた定着構成（以下ゴムサーフ定着器５０と称する）を図７に示す。図において、加熱体として一般にセラミックヒータ（以下、ヒータとも称する）５１とガイド部材５４を内包したフィルム（回転体）５２、この定着フィルム５２に圧接された別の回転体としての加圧ローラ５３を不図示の支持部材に支持させ、両回転体５２，５３を不図示の加圧手段５５によって加圧させて圧接ニップ部Ｎを形成させている。フィルム５２は加圧ローラ５３が回転駆動されることでフィルム内面が圧接ニップ部Ｎにおいてヒータ５１の加熱面に密着摺動しながらガイド部材５４の外回りを従動回転する。５６は、金属ステイ等のフィルム支持部材である。この場合、フィルム内面とヒータやガイド部材との摺動摩擦抵抗を低減させてフィルム５２の回転を滑らかなものにするために、ヒータ５１の加熱面とフィルム内面との間に耐熱性グリス等の潤滑剤を介在させてある。図８、９に、定着フィルム５２、加圧ローラ５３の構成を示す。図８において、定着フィルム５２は、基層が厚み約２０〜１００μｍのSUS等から成る金属スリーブ５７で構成され、上層にシリコ−ンゴム等からなるから成る厚み約５０〜４００μｍ程度の弾性層５８が、不図示のプライマーを介して、金属層５７に接着され、最上層にトナーとの離型性向上ために、PFAやPTFEのフッ素樹脂層５９が、コート或いはチューブとして、厚み約３０〜７０μｍ程度で接着されている。図９において、加圧ローラ５３は、芯金６０上にシリコーンゴム等から成型されたスポンジ或いはソリッドゴムから成る弾性層６１が、更にトナー付着防止のための離型層６２が、PFAやPTFEのフッ素樹脂層が、コート或いはチューブ等の手法で、厚み約３０〜７０μｍ程度で接着されている。即ち、ヒータ５１と、加圧部材としての加圧ローラ５３との間に耐熱性フィルム５２（定着フィルム・定着ベルト・フィルムとも称する）を挟ませて圧接ニップ部Ｎ（加熱ニップ部、定着ニップ部）を形成させ、前記圧接ニップ部Ｎの定着フィルム５２と加圧ローラ５３との間に、画像定着すべき未定着トナー画像を形成担持させた被加熱材としての記録材Ｐを導入して定着フィルム５２と一緒に挟持搬送させることで、圧接ニップ部Ｎにおいてセラミックヒータ５１の熱を、定着フィルム５２を介して記録材Ｐに与え、また圧接ニップ部Ｎの加圧力にて未定着トナー画像を記録材面に熱圧定着させるものである。図10は、ヒータ５１の構成を表す断面図であり、６３は、セラミック基板、６４は、発熱体ヒータ５１は、セラミックヒータを使用しており、アルミナ等の耐熱性基板６３の上に、スクリーン印刷等の手法で抵抗体パターン６４を形成し、その表面をガラス層６６で被覆されており、記録材PのニップN通過幅よりも長く形成されている。６５は、温度検知サーミスタである。

特開昭６３−３１３１８２号公報 特開平２−１５７８７８号公報 特開平４−４４０７５号公報 特開平４−２０４９８０号公報 特開２００３−０４５６１５号公報 特開２００３−１５６９５４号公報 特開平１０−１０８９３号公報 特開平１１−１５３０３公報 実開昭５１−１０９７３９号公報

しかしながら、上記説明したゴムサーフ定着器した場合、以下のような問題点があった。

プリント枚数の増加（耐久）とともに回転トルクがアップしていく傾向があった。すなわち、プリント枚数の増加（耐久）とともに、摺動摩擦等によりフィルムあるいは加熱体は徐々に削られ、その削りカス等の影響で潤滑剤が劣化し循環性が低くなる。この時、電源投入時など、定着器が冷えている場合などでは、前記、削りカスや潤滑剤の劣化成分の影響で、潤滑剤が十分に潤滑材としての機能を果たさず、定着器回転トルクは、アップしてしまう。特に、装置を高速化したり、高寿命化しようとした場合には、トルクアップによって、例えば駆動モータが脱調したり、フィルムの従動不良により紙が搬送されなくなる（定着スリップジャム）などの問題が生じる。また、極端な場合には、フィルムが破損するという問題も発生した。

また、従来例に示す定着器構成で、プリントを続けたところ、トルクアップにより、定着フィルムの駆動が安定せず、滑ることで、定着フィルムが異音〜ビビリ音を発生して回転する場合があった。以下本現象をスティクスリップと命じる。

さらに近年、複写機・プリンタ等の画像形成装置は、さらなるスピードアップ化・省電力化・低コスト化・小型化が求められており、スピードアップを行ないながら記録材へのトナー定着性を確保しなければならない。そのため加圧力をアップさせた場合、回転トルクのアップにより駆動モータが脱調したり、定着ジャムなどの問題が生じる。

あるいは、定着ニップ幅を増やす（トナー定着性を確保する）ために加熱体幅の増加など行なわれてきたが、加熱体幅を増加することは、材料費が増加することでのコストアップ、あるいは加熱体が大きくなることで、フィルムや支持部材といった部材が大きくなり、ユニット自体が大型化してしまう。

更に、プロセススピード300ｍｍ/sec A4 縦送り 50ppmの画像形成装置で、図10に示すゴムサーフ定着器で定着器寿命が２０万枚の設計において、定着器寿命２０万時に定着ユニットが冷えた状態で分解確認したところ、図１１に示すように、定着ニップN下流側のガイド部材５４と定着フィルム５２内面の位置にガイド部材５４の削れカス及び劣化した潤滑剤の固形物Gが見られた。併せて、２０万枚使用時の冷却時の定着器トルクを２００℃温調で測定したところ、図１２に示すように、定着器トルク設計値が３．０〜６．０［kgf・cm］に対し、初期トルクは、問題なく、２０万枚通紙後は、スタート約３０秒において、６．０［kgf・cm］以上のトルクを示し、トルクが安定するまで、約60秒かかることが確認された。

したがって、本発明は上記のような従来の問題点を解消するためになされたもので、回転体として金属フィルム上に弾性層を有する円筒状もしくはエンドレスベルト状金属フィルムを用いたフィルム加熱方式の加熱装置（像加熱装置、定着装置）について、耐久時、潤滑剤の定着ニップ下流近傍に蓄積した潤滑材によるトルクアップ及びスティクスリップを防止し、駆動モータの脱調や、被加熱材（記録材）のジャム、あるいはフィルムの耐久劣化等による問題の生じない、コストダウンや小型化、より高速化、長寿命化が可能な加熱装置を実現するものである。併せて、この加熱装置を画像加熱定着装置とした場合における定着不足等の定着画像不良の発生を防止し、高品質な画像形成を行う画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、下記の構成を特徴とする加熱定着装置及びそれを配する画像形成装置である。

（1）接触してニップ部を構成する一対の回転体を有し、一方の回転体はガイド部材と加熱体によって支持され、これに摺動して移動するフィルムであり、加えて前記フィルムが厚さ２０〜１００μｍの金属スリーブの上方に５０〜４００μｍ弾性体層を配し、前記加熱体と前記フィルムの接触面に潤滑剤が保持されており、他方の回転体は弾性を有し、前記ニップ部で被加熱材を挟持搬送しつつ加熱体位置を通過させて、加熱体の熱エネルギーを被加熱材に付与することにより、定着処理をする定着装置において、画像形成終了後の前記回転体の回転停止時に、前記加熱体を加熱する温調工程及び前記回転体を逆回転させるステップ送り工程が可能であり、前述のニップ部近傍下流側に蓄積した潤滑剤をニップ部に転移させる工程を有することを特徴とする定着装置及びこれを配する画像形成装置。

（2）上記（1）記載の定着装置において、加熱体が温度検知手段を配し、画像形成終了後の前記回転体の回転停止時に、プリント履歴及び或いは前記温度検知手段の温度検知結果に応じて、前記加熱体を加熱するかどうか選択した後、前記回転体を逆回転させるステップ送り工程が可能であり、ニップ部下流側近傍に蓄積した潤滑剤をニップ部に転移させる工程を有することを特徴とする定着装置及びこれを配する画像形成装置。

（3）上記（1）記載の定着装置において、前述の回転体の停止時間に応じて、前記加熱体を加熱する温調工程及び前記回転体を逆回転させるステップ送り工程が実行可能であり、前述のニップ部下流側近傍に蓄積した潤滑剤を定着ニップ部に転移させる工程を有することを特徴とする定着装置及びこれを配する画像形成装置。

本発明によれば、以下の作用効果がある。

（1）画像形成工程終了後の、回転体からなる定着装置の回転停止後に、加熱体をオンして定着ニップ部を加熱する後温調工程により、フィルム内面に塗布されている潤滑剤は、十分温まり、粘性を持った状態である。続いて定着装置を通常の画像形成工程とは逆回転で、ステップ送り工程を実行する。この時、定着ニップ下流近傍のガイド部材位置に蓄積していた摺動剤は温まり粘性を持った状態である為、ステップ送りによるフィルムの逆回転により、フィルムに付随して移動して、定着ニップ、ヒータ当接面に戻されることになる。順次、移動工程実施後、ヒータオフして潤滑剤移動工程は終了することで、定着ニップ下流近傍のガイド部材位置に蓄積していた潤滑剤が定着ニップまで移動する。上述の潤滑剤移動工程により、再び冷却時にスタートした際に、定着ニップ下流近傍に潤滑剤が冷えたまま蓄積することが起因となる、定着トルクアップの低減が可能となる。併せて、定着器寿命の間、摺動剤蓄積による、トルクアップも防止でき、併せて、定着フィルムの回転ムラも発生せず、スティクスリップも防止できる。更に金属フィルム上層に弾性体層を有する定着フィルムの構成による包み込み効果により、画像劣化のない定着画像が提供できることは、言うまでもない。

（2）停止時間の短い画像形成工程が続いた場合（以下間欠プリントと称する）、定着器の加熱体は、頻繁に加熱され、定着ニップヒータ面のみならず、ガイド部材及び加圧ローラ等も、過剰に温まることになる。このため、画像形成工程終了時の定着装置の回転停止後に加熱体の温度検知手段の温度検知結果が所望の温度より高い場合や、間欠プリントや、小サイズ紙プリントが続いた場合等のプリントモードにより、定着器が十分温まっていると判断できる場合には、加熱体をオフのまま、潤滑剤移動工程を実施する。プリントモードによる判断は、予め画像形成装置が有するプリントモードにおける定着装置の昇温データと比較判断している。上記構成により、プリント終了時、十分に温まっている潤滑剤は、加熱体オフでも定着ニップへのステップ送りによる潤滑剤の移動は可能となり、併せて、加圧ローラ等への異常な過熱を防止することで、次回画像形成時の加圧ローラ起因の水蒸気スリップを防止できる。

（3）定着器停止時間に応じて、潤滑剤移動工程の実施を決定することで、前記潤滑剤移動工程において加熱体に対する加熱を行なっても、過剰に定着部材が温まることはなく、加圧ローラの異常な硬度ダウンや潤滑剤の熱劣化を抑えることが可能となる。

第１の実施例に係る画像形成装置例の概略構成を示す横断面図である。 第１の実施例に係る定着装置の概略構成を示す横断面図である。 第１の実施例に係る定着装置の画像形成時における概略構成を示す横断面図である。 第１の実施例に係る定着装置の潤滑剤移動シーケンスを示すフローチャート。 第１の実施例に係る定着装置回転トルクの従来例との比較を表す図。 第２の実施例に係る定着装置の潤滑剤移動シーケンスを示すフローチャート。 従来例に係わる定着装置の概略構成を示す横面図である。 従来例に係わる定着装置の定着フィルムの横断面図である。 従来例に係わる定着装置の加圧ローラの横断面図である。 従来例に係わる定着装置のヒータの横断面図である。 従来例に係わる潤滑剤のニップ下流近傍に蓄積を表す断面図。 従来例に係る定着装置回転トルクの耐久変化を表す図。 第3の実施例に係る定着装置の潤滑剤移動シーケンスを示すフローチャート。

以下、この発明の実施の一形態を説明する。

（第１の実施例）
本実施形態例における加熱装置は、加熱部材として定着フィルム（定着ベルト）を用いた、加圧ローラ駆動方式によるフィルム加熱方式の画像加熱定着装置である。

１）画像形成装置例
図１は、本発明に係る加熱装置を定着装置として備えた画像形成装置の一例としてのレーザービームプリンタ（以下「画像形成装置」という）の概略構成を示す縦断面図である。

この画像形成装置は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」という）１を備えている。その感光ドラム１は、装置本体Ｍに回転自在に支持されており、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。

感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿ってほぼ順に、帯電ローラ（帯電装置）２、露光手段３、現像装置４、転写ローラ（転写装置）５、クリーニング装置６が配設されている。

また、装置本体Ｍの下部には、紙等のシート状の記録材Ｐを収納した給紙カセット７が配置されており、記録材Ｐの搬送経路に沿って上流側から順に、給紙ローラ１５、搬送ローラ８、トップセンサー９、搬送ガイド１０、本発明に係る加熱装置である定着装置１１、搬送ローラ１２、排紙ローラ１３、排紙トレイ１４が配置されている。

次に、上述構成の画像形成装置の動作を説明する。

駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に回転駆動された感光ドラム１は、帯電ローラ２によって所定の極性、所定の電位に一様に帯電される。帯電後の感光ドラム１は、その表面に対しレーザー光学系等の露光手段３によって画像情報に基づいた画像露光Ｌがなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。静電潜像は、現像装置４によって現像される。現像装置４は、現像ローラ４ａを有しており、この現像ローラ４ａに現像バイアスを印加し、感光ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させることで、トナー像としての現像（顕像化）を行う。

トナー像は、転写ローラ５によって紙等の記録材Ｐに転写される。記録材Ｐは、給紙カセット７に収納されており、給紙ローラ１５・搬送ローラ８によって給紙・搬送され、トップセンサー９を介して、感光ドラム１と転写ローラ５との間の転写ニップ部に搬送される。このとき記録材Ｐは、トップセンサー９によって先端が検知され、感光ドラム１上のトナー像と同期がとられる。転写ローラ５には、転写バイアスが印加され、これにより感光ドラム１上のトナー像が記録材Ｐ上の所定の位置に転写される。

転写によって表面に未定着トナー像を担持した記録材Ｐは、搬送ガイド１０に沿って定着装置１１に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱・加圧されて記録材Ｐ表面に定着される。なお、定着装置１１については後に詳述する。トナー像定着後の記録材Ｐは、搬送ローラ１２・排出ローラ１３によって装置本体Ｍ上面の排紙トレイ１４上に搬送・排出される。

一方、トナー像転写後の感光ドラム１は、記録材Ｐに転写されないで表面に残ったトナー（以下「転写残トナー」という）がクリーニング装置６のクリーニングブレード６ａによって除去され、次の画像形成に備える。以上の動作を繰り返すことで、次々と画像形成を行うことができる。

２）定着装置１１
次に、図３を参照して、本発明に係る加熱装置としての定着装置１１の一例について詳述する。なお、同図は、記録材Ｐの搬送方向（矢印Ｋ方向）に沿った装置の横断面図である。

同図に示す定着装置１１は、トナーを加熱する加熱体としてのセラミックヒータ２０と、このヒータ２０を内包する定着フィルム（定着回転体）２５と、定着フィルム２５に当接された別の定着回転体としての加圧ローラ２６と、そしてヒータ２０の温度を制御する温度制御手段２７、記録材Ｐの搬送を制御する回転制御手段２８とを主要構成部材としている。

ヒータ２０は、装置本体Ｍに取り付けられたガイド部材２２（以下「ヒータホルダ」という）によって支持されている。そのヒータホルダ２２は、耐熱樹脂によって半円状に形成された部材であり、定着フィルム２５の回転をガイドするガイド部材としても作用する。３１は金属ステイあり、ガイド部材と接触し定着フィルム２５の回転を支持している。

定着フィルム２５は、従来例図１１と同様な構成であり、詳細の説明を省略する。定着フィルム２５は、上述のヒータ２０及びヒータホルダ２２を包んでいる。その定着フィルム２５は、後述の加圧ローラ２６によってヒータ２０に押し付けられており、これにより定着フィルム２５の裏面がヒータ２０の下面に当接されるようになっている。定着フィルム２５は、加圧ローラ２６の矢印Ｒ２６方向の回転により記録材Ｐが矢印Ｋ方向に搬送されるのに伴って矢印Ｒ２５方向に回転されるように構成されている。なお、定着フィルム２５の左右の両端部は、ヒータホルダ２２のガイド部（不図示）によって規制されており、ヒータ２０の長手方向にはずれないようになっている。また、ヒータ２０の定着フィルムとの接触面には、予め潤滑剤が所望量塗布されており、定着フィルムの回転により、フィルム内周面に均一塗布される。本実施例のグリスＧとしはダウコーニングアジア（株）のＨＰ３００・Ｇ８００５・Ｇ８０１０・Ｇ８０２０などを採用している。

加圧ローラ２６の構成も従来例と同等であり、説明を省略する。金属製の芯金２６ａの外周面に、シリコーンゴム等の弾性を有する耐熱性の離型層２６ｂを設けたものであり、離型層２６ｂの外周面により下方から定着フィルム２５をヒータ２０に押し付けて、定着フィルム２５との間に定着ニップ部Ｎを構成している。なお、ニップ部Ｎについては後に詳述する。

回転制御手段２８は、加圧ローラ２６を回転駆動するモータ２９と、このモータ２９の回転を制御するＣＰＵ３０とを有する。モータ２９としては、ステッピングモータ等を使用しており、加圧ローラ２６の回転を矢印Ｒ２６方向に連続的に行うほか、所定の角度ずつ断続的に行うことも可能である。つまり、加圧ローラ２６の回転と停止とを繰り返しながら、記録材Ｐをステップ送りすることもできる。

温度制御手段２７は、ヒータ２０の裏面に取り付けられたサーミスタ（温度検知素子）２１と、このサーミスタ２１が検出する温度に基づいてトライアック２４を制御し、ヒータ２０に対する通電を制御するＣＰＵ２３とを有する。

上述のように、定着装置１１は、加圧ローラ２６の矢印Ｒ２６方向の回転により記録材Ｐを定着ニップ部Ｎにて挟持搬送しつつ、ヒータ２０によって記録材Ｐ上のトナーTを加熱する。この際、回転制御手段２８によって加圧ローラ２６の回転を制御することにより、記録材Ｐの送りを適宜に制御することができ、また、温度制御手段２７によってヒータ２０の温度を適宜に制御することができるものである。

以上、本実施例における、通常の画像形成工程を説明したが、以下に本実施例における、定着装置１１の構成を説明する。図2、4は、本実施例の構成を表す図であり、図2は、定着装置１１の構成図、図2は、潤滑剤移動工程を表す、フローチャートである。

図２において、画像形成工程終了、即ち、定着装置１１が回転終了後、CPU２３からトライアック２４を制御しヒータ２０に所望の温度となるよう通電する。続いて、CPU30から、モータ３０を制御して、逆回転でステップ送りを行なう。逆回転は、ステッピングモータ２９の制御電圧の位相を逆転することで、容易に実行できる。よって、加圧ローラ26は、矢印Ｒ26ａ方向に、それに続き、定着フィルム２５は、矢印R25ａ方向に、逆回転を行なう。更に決められた回数だけ、逆回転ステップ送りを実行したら、通電をやめヒータオフとする。

以上説明した動作を図４に示すフローチャートで説明する。図において、潤滑剤移動シーケンス（Ｓ101）は、通常のプリント動作、定着工程実施中（Ｓ102）、定着器回転中（Ｓ103）には、実行せず、まず、定着器が停止したかを確認する。（Ｓ104）ここで、ＮｏならＳ103に戻り、Ｙｅｓなら、定着器停止（Ｓ105）となり、ヒータＯＮ工程（Ｓ106）に進み、続いて定着モータ逆回転ステップ送り工程（Ｓ107）に進むが、この時もヒータはオンのままである。次にステップ送り回数ｎをカウントを行い（Ｓ108）、ステップ送り回数ｎが設定値Ｎに等しいか判定を行なう。（Ｓ109）ここで、Ｎｏなら、（Ｓ108）に戻り、定着モータ逆回転ステップ送り工程を続け、Ｙｅｓなら、逆回転ステップ送り工程は終了（Ｓ110）となり、続けてヒータＯＦＦとなる。（Ｓ111）以上により、潤滑剤移動工程は終了となり（Ｓ112）、印字待機又は終了（Ｓ113）となることで、スタート時の潤滑剤移動シーケンス（Ｓ101）に戻る。

本実施例における作用、効果は「発明の効果」で、説明したが、簡略に言うと、従来例で示した図14おいて、ニップ下流側近傍位置でフィルム５２とヒータホルダ部材５4に挟まれた空隙に溜まる潤滑部剤Ｇが、プリント終了直後で、潤滑剤が十分温まり、粘性を持った状態で、再びヒータオンにより更に温まり、続いて逆回転ステップ送りすることで、ニップ側に移動してくる。このため新たに定着装置が冷却時等でスタートする際も、ニップに潤滑剤が蓄積しており、スタート時のヒータ通電により、容易に蓄積した潤滑剤も温まり、柔らかくなる為、定着フィルムが回転する際も反力と成ることなく、定着トルクアップを防止できる。

次に、定着フィルムとして、金属フィルムの上方に弾性体層を持つことで、前述の潤滑剤Ｇがニップ下流近傍位置に溜まり易くなる理由を説明する。従来で示す定着フィルムが、低熱容量の厚さ約５０μｍ程度である、樹脂薄肉フィルムを用いる場合に比べ、本実施例では、熱容量の大きい弾性体層が定着ニップで加熱されてより温まることになる。このため、定着フィルム内面に付着して回転している潤滑剤はニップで、前述の弾性体層が熱を奪う為、潤滑剤も熱を奪われ、温度が低下することで粘性も低下することになる。よってニップ通過後下流側で、フィルム内面でのグリスの保持が不十分となり、ヒータホルダ部材側に剥ぎ取られて蓄積することになる。ここで、ヒータ温度を上げ潤滑剤への熱の供給を補う手段も考えられるが、更に定着フィルム及び、加圧ローラが過剰に温まり、ホットオフセットや定着器スリップ等の発生が考えられ好ましくはない。

［実験1］
従来例で説明したプロセススピード300ｍｍ/sec A4 縦送り 50ppmの画像形成装置で、実施例1の効果確認を行なった所、図5に示すように、定着器寿命が２０万枚の設計において、トルク設計値３．０〜６．０［kgf・cm］を超えることなく、従来例に比べ、耐久を通じて冷却時トルクが安定していることが確認された。

併せて、実施例1の定着装置を２０万枚使用後、分解調査したところ、ニップ下流近傍に蓄積した潤滑剤の発生はないことも確認できた。

（第2の実施例）
実施例1では、画像形成工程終了後、定着装置回転終了後に必ず、潤滑剤の移動工程を実施していた。しかしながら、停止時間の短い間欠プリントが多数枚続いた場合や小サイズ紙の連続プリントを続けた場合などにおいて、前述の潤滑剤移動工程を行い、続けてすぐに新たな画像形成工程を行った場合、定着スリップが発生する場合があった。これは、画像形成工程終了後、加圧ローラが過剰に温まっており、潤滑剤移動工程におけるヒータオン工程により、加圧ローラが更に温まることで、すぐに画像形成工程を実行すると定着工程でニップに記録材が噛む際に、加圧ローラが高温のため過剰に水蒸気が発生し、水蒸気が加圧ローラと記録材の間に介在することで、記録材の搬送力が低下してスリップジャムとなるのである。

そこで、第２の実施例を示す。定着装置の構成は、実施例1と同じであり、説明を省略する。

図６は、実施例２における潤滑剤移動工程のフローチャートであり以上説明した動作を図4に示すフローチャートで説明する。図において、潤滑剤移動シーケンス（Ｓ201）は、通常のプリント動作、定着工程実施中（Ｓ202）、定着器回転中（Ｓ203）には、実行せず、まず、定着器が停止したかを確認する。（Ｓ204）ここで、停止してないなら、Ｎｏなら（Ｓ203）に戻り、停止したなら、Ｙｅｓなら、定着モータ停止（Ｓ205）となり、定着器の回転は停止している。次に、ヒータ近傍温度を温度検知素子(本実施例では接触式サーミスタ素子)を用いて、サーミスタ近傍温度ｔ[℃]が、規定温度Ｔ0[℃]と比較して、Ｔ0≦ｔかの判断を行う。（Ｓ206）Ｙｅｓなら、そのまま定着モータ逆回転ステップ送りを行い（Ｓ207）、Ｎｏならヒータオン（Ｓ208）後、（Ｓ207）に進み、定着モータ逆回転ステップ送りを行う。続いてステップ送り回数ｎをカウントを行い（Ｓ209）、ステップ送り回数ｎが設定値Ｎに等しいか判定を行なう。（Ｓ210）ここで、Ｎｏなら、（Ｓ206）に戻り、先に説明したヒータ温度検知からの工程を続け、Ｙｅｓなら、ステップ送り工程は終了（Ｓ211）となる。ここで、（Ｓ208）からヒータオン後に逆回転ステップ送り工程を実行した場合、（Ｓ211）でヒータオンの場合がある。そこで、（Ｓ211）から続いて、ヒータオンか判定を行い（Ｓ212）、Ｎｏなら、潤滑剤移動工程は終了となり（Ｓ214）、印字待機又は終了（Ｓ215）をとなり、スタート（Ｓ201）に戻る。Ｙｅｓなら、続けてヒータＯＦＦとなり（Ｓ213）、以下同様に（Ｓ214）、（Ｓ215）を経て、スタート時の潤滑剤移動シーケンス（Ｓ201）に戻る。上記説明したフローチャートの構成により、定着器回転停止後すぐに、ヒータ近傍温度ｔ[℃]をサーミスタで検知することで、定着フィルム及び加圧ローラの温度上昇の程度を規定温度Ｔ0[℃]と比較することで、画像形成工程で過剰に加圧ローラ等が温まったかどうかの判定をすることが可能となる。よって判定後に行なう潤滑剤移動工程において、ヒータ〜オン/オフの判断可能となり、Ｔ0≦ｔの場合、ヒータオフのまま逆回転ステップ送り工程を行なうことで、フィルム、加圧ローラの過剰な昇温を抑えることが可能となる。更に、所望の逆回転ステップ送り工程回数Ｎを実行するまで、上記（Ｓ206）〜（Ｓ211）工程を続けることとなる。最後は、ヒータオンか？（Ｓ212）確認後、ヒータオフ（Ｓ213）工程を経て、潤滑剤移動工程は終了する。

以上は、ヒータ近傍の温度を温度検知素子で検知することで、定着器の昇温を判定していたが、画像形成装置のプリントモード（枚数、停止時間、紙サイズ）等のデータを画像形成装置コントローラＣＰＵで処理して、予め予想される昇温データと比較することで、前記温度検知なくとも同様に定着装置の昇温を抑え画像形成工程終了後に潤滑剤移動工程を実施できることは言うまでもない。

（第3の実施例）
実施例1、2では、画像形成工程終了後すぐに潤滑剤移動工程を実行している。このため、定着装置は比較的に温まりやすくなり、先に述べた、スリップ等の発生以外にも加圧ローラゴムの熱劣化による硬度ダウンや潤滑剤の熱劣化が進む場合があった。そこで、以下に実施例３を述べる。図１３は、実施例３における潤滑剤移動工程のフローチャートである。実施例１と比較して、画像形成工程が終了して、定着モータが停止した場合に定着器停止時間ｗ［min］と規定停止時間Ｗ0［min］の比較を行い、Ｗ0≦ｗの比較を行なう（Ｓ301）これ以外のフローチャートは実施例と同じであり、説明を省略する。ここで、Ｙｅｓの場合、実施例1と同様な工程で潤滑剤移動工程を実行する。この場合も、時間Ｗ0より長い時間停止しているため、定着装置、特に加圧ローラ、潤滑剤は温度が下がっており、次のヒータオン工程を実施しても部材が過剰に温まることはない。Ｎｏの場合、（Ｓ104）に戻り、所望の温度Ｗ0になるまで、ウエイトすることになる。以上の構成より、潤滑剤移動工程でヒータオン工程を実行する際、開始時間のりっそくを設けることで、定着部材の過剰な昇温を防止できる。実施例２で述べたヒータ温度検知結果と組み合わせて実施しても効果あることは言うまでもない。また、上述の潤滑剤移動工程実行中に新たな、画像形成工程がリクエストされた場合には、潤滑剤移動工程を無視して画像形成工程を実行しても何ら問題はない。また、画像形成装置がプリント枚数カウンタを持つ場合、所定の枚数毎に潤滑剤移動工程を実行しても効果があることは言うまでもない。

（その他）
ａ）第１、第２の実施例において、加熱体２０はセラミックヒータに限られるものではなく、その他、例えば、ＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）ヒータ、電磁誘導発熱性部材などを用いることもできる。

ｂ）加圧回転体は、弾性部材を有するローラ体の代わりに、弾性部材を有するエンドレスベルト体にすることもできる。また、例えば、特開２００１−２２８７３１公報に開示されているエンドレスベルトと加圧部材からなる加圧フィルムユニットを用いて小熱容量化を図ってもよい。

ｃ）一方の回転体としてフィルムは、該フィルムを駆動ローラとテンションローラによって張架して駆動する構成にすることもできる（フィルム駆動方式）。

ｄ）本発明の加熱装置は実施形態例の画像定着装置としてに限らず、画像を担持した記録材を加熱してつや等の表面性を改質する像加熱装置、仮定着する像加熱装置、その他、被加熱材の加熱乾燥装置、加熱ラミネート装置など、広く被加熱材を加熱処理する手段・装置として使用できる。

以上、本発明の様々な例と実施例が示され説明されたが、当業者であれば、本発明の趣旨と範囲は本明細書内の特定の説明と図に限定されるのではなく、本願特許請求の範囲に全て述べられた様々の修正と変更に及ぶことが理解されるであろう。

１ 像担持体（感光ドラム）
２ 帯電装置（帯電ローラ）
３ 露光手段
４ 現像装置
５ 転写装置（転写ローラ）
６ クリーニング装置
７ 給紙カセット
８ 搬送ローラ
９ トップセンサー
１０ 搬送ガイド
１１ 定着装置
１２ 搬送ローラ
１３ 排紙ローラ
１４ 排紙トレイ
１５ 給紙ローラ
２０ 加熱体（セラミックヒータ）
２１ 温度検知素子（サーミスタ）
２２ ヒータホルダ
２３ ＣＰＵ
２４ トライアック
２５ 定着回転体（定着フィルム）
２６ 定着回転体（加圧ローラ）
２７ 温度制御手段
２８ 回転制御手段
２９ モータ
３０ ＣＰＵ
３１ 潤滑剤供給部材
Ｎ 定着ニップ部
Ｐ 記録材

Claims (4)

1. 接触してニップ部を構成する一対の回転体を有し、一方の回転体はガイド部材と加熱体によって支持され、これに摺動して移動するフィルムであり、前記フィルムは、厚さ２０〜１００μｍの金属スリーブの上方に厚さ５０〜４００μｍの弾性体層を配し、前記加熱体と前記フィルムの接触面に潤滑剤が保持されており、他方の回転体は弾性を有し、前記ニップ部で被加熱材を挟持搬送しつつ加熱体位置を通過させて、加熱体の熱エネルギーを被加熱材に付与することにより、定着処理をする定着装置において、画像形成終了後の前記回転体の回転停止時に、前記加熱体を加熱する温調工程及び前記回転体を逆回転させるステップ送り工程が可能であり、前述のニップ部下流側近傍に蓄積した潤滑剤を定着ニップ部に転移させる工程を有することを特徴とする定着装置。
2. 請求項1に記載の定着装置において、加熱体の温度検知手段を配し、画像形成終了後の前記回転体の回転停止時に、プリントモード及び或いは、前記温度検知手段の温度検知結果に応じて、前記加熱体を加熱するかどうか選択した後に、前述の回転体を逆回転させるステップ送り工程が可能であり、ニップ部下流側近傍に蓄積した潤滑剤をニップ部に転移させる工程を有することを特徴とする定着装置。
3. 請求項１に記載の定着装置において、前述の回転体の停止時間に応じて、前記加熱体を加熱する温調工程及び前記回転体を逆回転させるステップ送り工程が実行可能であり、前述のニップ部下流側近傍に蓄積した潤滑剤を定着ニップ部に転移させる工程を有することを特徴とする定着装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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